防排烟与安全疏散
出处：按学科分类—政治、法律 中国商业出版社《最新单位消防工作实务全书第二卷》第1031页（6872字）
(一)地下建筑的防排烟
地下建筑没有别的开口，火灾时通风不足，造成不完全燃烧，产生大量的烟气，充满地下建筑，涌入地下人行通道。而且，地下通道狭窄，烟层迅速加厚，烟流速度加快，对人员疏散和消防队员救火均带来极大困难。所以，对于地下建筑来说，如何控制烟气流的扩散，是防火设计的基本出发点。
地下工程因向地面开口，发生火灾时，空气不能充足供应，补充的氧气也十分有限；且可燃物燃烧慢、烟气多、温度升高快，不仅能见度大大降低，而且一旦事故照明发生故障或其照度降低，地下人员就会惊慌万状，乱成一团，给疏散工作带来极大的困难。上述不利因素，对于多层地下工程和深度大的地下工程，影响更大。
为了弄清烟对能见度的影响，北京市人防管理单位，在该市一座高层建筑的地下室进行了发烟试验。该地下室容积约1000m3，每次用稻草35kg燃烧，每次均未烧完，所产生的烟量充满了整个地下房间，使人们的视线降低到零。参加试验的人员几次脚踩到发烟盘上都未看到。
1．地下建筑防排烟设施的设置范围
下列部位的地下工程或房间应设置排烟设施：
(1)使用面积超过500m2的地下街和独立设置的商场、医院、旅馆；
(2)不燃烧材料作装修，且使用面积超过1000m2的餐厅、展览厅、旱冰场、体育场、舞厅、电子游艺场，或使用难燃烧材料装修的上述房间，且使用面积超过500m2；
(3)电影院、礼堂；
(4)使用面积超过1000m2的图书、资料、档案库；
(5)设有防烟楼梯间的其他地下建筑。
2．地下建筑的防烟分区
地下建筑的防烟分区应与防火分区相同，其面积不应超过500m2，且不得跨越防火分区。对于装设自动报警和自动灭火设备的地下建筑，由于初期火灾能得到及时控制，防烟分区面积可以扩大到1000m2。在地下商业街道等大型地下建筑的交叉道口处，两条街道的防烟分区不得混合，如图3－6－4所示。这样，不仅能提高相互交叉的地下街道的防烟安全性，而且，防烟分区的形状简单，还可以提高排烟效果。
图3－6－4 交叉道口的防烟分区设计
地下建筑的防烟分区大多数用挡烟垂壁形成，其蓄烟量是很有限的。研究表明，当火灾发展到轰燃期时，由于温度升高，发烟量剧增，防烟分区远远贮蓄不了剧增的烟量，所以，最好能与感烟探测器联动的排烟设备配合使用。
地下建筑的挡烟垂壁，一般要求从吊顶面下垂不小于0．8m，而且要采用不燃材料或用不燃材料保护的板材。防烟垂壁的高度和耐火性能是非常重要的，若设计不合格，就可能导致烟气扩散，并蔓延火灾。
地下室的吊顶内部，一般都作为风道、电缆等管网的设置空间。为了避免烟、火随着管道、风道等传播、蔓延，挡烟垂壁必须设至屋顶结构底面。
在商业服务性地下建筑的吊顶面上，大多设有宣传广告、照明灯具、通风口等突出物，将会造成烟流紊乱，烟层下降，这一点，在使用中必须加强管理措施。
为了增强排烟效果，每个商店、通道的一段(每段不超过60m)和餐厅、公共娱乐场所，作为一个防火单元或防火分区，设置排烟口。
3．自然排烟
当排烟口的面积较大，占地下建筑面积的1／50以上，而且能够直接通向大气时，可采用自然排烟的方式。如，单层的地下建筑，可利用采光窗井作为自然排烟口。
设置自然排烟设施，必须注意的问题是，要防止地面的风从排烟口倒灌到地下建筑内。为此，排烟口应高出地表面，以增加拔烟效果，同时要做成不受外界风力影响的形状。
特别是对于安全出口，一定要确保火灾时无烟。然而，采用自然排烟方式是不能控制烟的流动方向的，所以，实际上安全出口就可能成为排烟口，就会对人员疏散和消防队员救火带来极大困难。为此，在安全出口设置自然排烟时，按图3－6－5的构造设计，排烟效果是极好的。
图3－6－5 安全出口的自然排烟构造
4．机械排烟
地下建筑机械排烟的方式，一般应采用负压排烟，造成各个疏散口正压进风的条件，确保楼梯间和主要疏散通道无烟。地下建筑内设置排烟设施的部位，主要是走道和楼梯间及较大的房间。
地下建筑的走道或房间采用机械排烟时，其排烟风机的风量，若担负一个防烟分区排烟时，应按该防烟分区面积每m2不小于60m3／h计算；若担负两个或两个以上防烟分区的排烟时，应按最大防烟分区面积每m2不小于120m3／h计算。同时排烟风道也应具有相应的能力。
从排烟效果来看，若只考虑某一时间区间的排烟，自然排烟的效果比机械排烟更令人满意。因此，即使设有比较完备的机械排烟设备，同时，再按照自然排烟作某些考虑，对于提高安全性来说是极为有益的。
试验和火灾案例都证明，离心风机比轴流风机耐火性能较好，因此宜采用离心风机作为排烟风机，且风机与排烟口要有联锁装置，做到当任何一个排烟口开启时，排烟风机应能自动启动。
排烟和正压送风管道，均应采用不燃烧材料制作，当采用金属风管时，其风速不应大于20m／s；当采用钢筋混凝土等非金属风道时，其风速不应大于15m／s。另外，排烟口的风速不宜大于10m／s；送风口的风速不宜大于7m／s。
地下建筑的每个防烟分区均应设置排烟口，其数量不少于1个，其位置宜设在吊顶面上或其它排烟效果好的部位。排烟口的形状，当采用机械排烟时，最好能与挡烟垂壁相互配合，设计为与地下走道垂直的，长度与走道宽度相同的排烟口。而且，若把排烟口处的吊顶面比一般吊顶面凹进去一些，则排烟效果会更好。
为了防止烟气扩散，提高防烟、防火安全性，要求地下建筑内的走道与房间的排烟风道，要分别独立设置。
5．防烟楼梯间
凡使用层≥3层或使用层与室外地坪高差超过10m的下列地下建筑，要设置防烟楼梯间：
(1)电影院、礼堂；
(2)使用面积超过500m2的医院、旅馆；
(3)使用面积超过1000m2的百货商场、展览厅、旱冰场、体育馆、舞厅、电子游艺场、餐厅等。
防烟楼梯间及其前室，宜采用独立的加压送风系统，前室压力宜保持25Pa，楼梯间压力宜保持50Pa。同时，也可采取排烟系统。
为保证人员安全疏散，地下街与地面建筑相邻的疏散通道，宜设置正压送风装置，保持正压，将烟气堵在通道之外，以保障人员安全疏散。
(二)地下建筑的安全疏散
1．人员密度
我国目前投入使用的地下建筑，大多是利用人民防空地下工程加以改造、装修而成，而真正按照民用建筑的使用要求修建的地下建筑，目前还处于起步阶段。由于人民防空地下工程是按照战时的掩蔽设施设计的，所以改为民用时就难以满足采光、通风、卫生、防火等要求，例如，有的工程作地下商场，其通道狭窄，人员密集，照明设施差，通行、疏散困难。还有一些地下建筑用作影剧院、游乐场等，其人员密度也是相当大的。地下建筑中人员密度的大小是决定安全疏散设计的一个基本要素。人员密度大，疏散速度就慢。一些地下建筑出入口数量本来就不足，有关管理部门从防盗角度出发，还把一些出入口上了锁，万一发生火灾，将使内部人员无法逃出，甚至会出现惊恐、拥挤、踩死、踩伤等意外事故，同时外部的消防人员也难以及时进入内部救火，延误战机。如南昌市福山地下贸易中心火灾出现了因出入口上锁消防队无法进入火场灭火，而延误战机的情况。
2．疏散时间
疏散时间是安全疏散设计的基本指标之一。发生火灾以后，就应使人员能在较短的时间内通过疏散口从危险地点疏散到安全地点地面或避难处。因此，到安全出口的最大步行距离、通道的宽度、出口数目，都必须从安全疏散时间的要求来确定。日本学者认为，地下建筑疏散时间应在3min之内。若3min还不能从火灾区疏散至安全地带，人员就很危险。我国有关部门在几个地下电影院做过几次实测试验，从人员开始疏散到疏散结束大体在3～4min(其中有的门没有打开，或有的出入口疏散出的人数很少)，其中大多数建筑物的出入口设计宽度都能满足，但有的建筑却差得很多。对于地下建筑来说，由于烟热的危害性大，在考虑人员安全疏散时，其疏散时间应从严控制，参考地面建筑的疏散时间及国外地下建筑的疏散时间，我国地下建筑疏散时间应控制在3min之内。
3．疏散速度
疏散速度也是安全疏散的一个重要指标。这个问题，因建筑物的功能不同，人员组成不同，照明条件不同，其差别比较大(表3－6－3)。
表3－6－3 疏散人员行动能力的分类
日本学者为了研究地下建筑中发生火灾停电后的疏散速度，在地下室进行了模拟试验。应试的82人中，其中38人对建筑物比较熟悉，编为A组，不熟悉场地的44人编为B组，应试人员必须戴上摩托车驾驶员的墨镜，在夜晚从地下建筑的中间走廊穿过。地下建筑的走廊宽度为2m，长度为20m，端部相连的楼梯宽度为0．85m，有踏步42阶，楼梯上有休息平台2处(2m×0．85m)，其实验结果如表3－6－4所示。
表3－6－4 地下建筑疏散模拟实验
从表3－6－4可见，当地下建筑发生火灾、停电之后，黑暗中疏散速度是比地面建筑要慢得多。而且对建筑物熟悉程度不同时，其平地疏散速度也相差较大，但上楼梯的速度比较接近，这是因为，无论人们对建筑物熟悉的程度如何，只要踏上楼梯，其构造是每个人都熟知的。
目前，国内还没有火灾情况下地下建筑人员疏散的数据，我国人防工程战备演习疏散中的实测人员流通量，如表3－6－5所示，仅作参考。
表3－6－5 人防工程战备疏散流通量
注：单股人流按0．6m宽计算。
根据表3－6－6的流通能力，对于阶梯式出口的地下建筑，单股人流按0．6m宽计算，一般可取20～25人／(股·min)，水平出口和坡道出口的建筑，单股人流宽度按0．6m计算时，一般可取40～50人／(股·min)。
表3－6－6 安全疏散距离(m)
我们在参考上述数值时，应该考虑地下建筑在无自然采光的条件下，疏散速度会小一些，尤其是火灾时，由于正常电源被切断，在事故照明的条件下，疏散速度会小得多，因此取值时应考虑这些不利因素。
4．疏散距离与出入口数量
安全疏散出口的距离，对于高层建筑的附建式地下建筑，其疏散口的距离可参照地面建筑的疏散距离，一般的地下建筑、地下街等，可参考日本地下街的要求，两个对外出入口的距离为60m。
地下建筑必须有足够数量的出入口。日本规定地下街每隔60m必须有一个通向地面的出入口，而瑞典的地下建筑，安全疏散出口数量，除个别的建筑外，一般都有两个以上。我国规定：
(1)一般的地下建筑，必须有两个以上的安全出口，对于较大的地下建筑，有两个或两个以上防火分区且相邻分区之间的防火墙上设有防火门时，每个防火分区可分别设一个直通室外的安全出口，以确保人员的安全疏散。
(2)电影院、礼堂、商场、展览厅、大餐厅、旱冰场、体育场、舞厅、电子游艺场，要设两个及两个以上的直通地面的安全出口；坑道、地道也应设有两个及两个以上的安全出口，万一有一个出口被烟火封住，另有一个出口可供疏散，以保证人员安全脱险。
(3)使用面积不超过50m2的地下建筑，且经常停留的人数不超过15人时，可设一个直通地上的安全出口。
(4)为避免紧急疏散时人员拥挤或烟火封口，安全出口宜按不同方向分散均匀布置，且安全疏散距离要满足以下要求：
①房间内最远点到房门口的距离不能超过15m；
②房间门至最近安全出口的距离不应大于表3－6－6的要求。
(5)直接通向地面的门、楼梯的总宽度应按其通过人数每100人不小于1m计算；每层走道的宽度应按其通过人数每100人不小于1m计算，但最小净宽不应小于表3－6－7的要求。
表3－6－7 门、走道和楼梯的最小宽度
电影院、礼堂、商场、大餐厅、展览馆、体育馆、旱冰场、舞厅、电子游艺场的直通地面出口净宽不应小于1．8m，楼梯净宽不应小于1．5m。
(6)设在地下的电影院、礼堂、观众厅内走道的宽度、观众厅的座位布置、疏散出口的构造等，可参照相关设计。
5．疏散标志
对于地下建筑来说，一个很麻烦的问题是，人们容易失去辨别方向的能力。这不仅在地下建筑中，即使在地面的大型建筑中，当把窗口的光线堵上时，人们就会有辨不清方向的感觉。无窗建筑、巨型商场等，也会出现这样的情况。
是否设有明确的疏散标志，对于地下建筑发生火灾的紧急情况来说，是十分重要的。疏散标志设置的高度，要以不影响正常通行为原则，以距离地面1．8m以上为宜，但不宜太高。设置位置太高，则容易被聚集在顶棚上的烟气所阻挡，较早地失去作用。另外，可在地板上用瓷砖设疏散标志，最好用高强玻璃在地板上设发光型疏散标志(灯箱)。设在地板上的标志，在相当长的时间内是可以看清楚的。图3－6－6是日本东京新宿中心大厦地下商店，停车场疏散路线。
图3－6－6 新宿中心大厦地下商店、停车场疏散路线示意